[00124511]一种用于生产直拉硅单晶的双石英坩埚装置及方法

半导体用直拉硅单晶由于杂质分凝现象的存在,使传统CZ工艺下,单晶轴向电阻率分布跨度大,不能满足客户的特定电阻率要求,造成成晶率高,而成品率低的现实状况。采用常规直拉法制备硅单晶时,首先将多晶硅料置于一石英坩埚中,待多晶硅料完全熔化后,下降籽晶至与硅熔体液面接触、稳温后,便可以进行拉制单晶。 由于掺杂物在固相中的溶解度小于其在液相中的溶解度,在硅单晶的拉制过程中,固液界面处会发生偏析现象,即处于固液交界处的掺杂剂只有部分随硅熔体一同凝固为单晶,还有一部分则会进入到硅熔体中。这样就使得在硅单晶的拉制过程中,硅熔体中的掺杂物浓度会不断提高,硅单晶的电阻率随之降低,导致硅单晶的轴电阻率的均匀性大大降低。对于电阻率要求范围较窄的合同,则只有较少部分的单晶能够满足客户要求,合格品入档率被大大降低,生产成本被大幅提高。同时由于熔体温度分布不均匀,在熔体内部会产生热对流,其中的不稳定热对流还会降低硅单晶径向电阻率的均匀性。 双埚拉晶在国内外均无可供借鉴的技术来源,因此,只能靠实验摸索,吸取以往试验教训,总结经验。